sábado, junio 23, 2007

El sistema solar, ordenado

En los últimos años, gracias a los descubrimientos científicos, el sistema solar ha dejado de ser el mismo que estudiamos en el colegio. Y precisamente eso fue lo que me hizo notar una amiga y lectora de Córdoba, Argentina, que luego de haber leído mi último artículo sobre Éride, me pidió que escribiera algo que pusiera en orden los conocimientos del día de hoy. Fue así que preparé este pequeño resumen-diagrama de nuestro actual Sistema Solar que, sin entrar en detalles, intenta exponer una visión algo más clara y comprensiva para los aficionados a la astronomía y a la ciencia en general.
(Última actualización: octubre 2008)

Para Pat Mac Dougall, artista excepcional

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Sistema solar, mostrando los ocho planetas y el Cinturón de Asteroides
© Wikipedia


I - ESTRELLA CENTRAL O PRIMARIA

El Sol es una estrella enana amarilla tipo espectral G2, alrededor de la cual orbitan todos los cuerpos del sistema solar.
El_Sol
Nuestra estrella, el Sol
© Wikipedia
Nació hace unos 5 000 millones de años a partir de una gigantesca nube de gas y polvo que se condensó y de la cual también surgieron los demás objetos del sistema solar, y probablemente vivirá otro tanto, antes de convertirse primero en gigante roja y luego en enana blanca. Tiene un diámetro de 1 392 000 kilómetros y una masa equivalente a 333 400 Tierras.

La distancia media que nos separa de nuestro Sol se denomina Unidad Astronómica (UA) y equivale a unos 150 millones de kilómetros (para ser más exactos, son 149 597 871 km).


II - PLANETAS

Según resolución del 24 de agosto de 2006 de la Unión Astronómica Internacional, son objetos que cumplen las siguientes condiciones:

- Orbitan alrededor del Sol
- Su gravedad es suficiente como para superar la fuerza de cuerpo rígido, adquiriendo un equilibrio hidrostático (su forma es prácticamente esférica).
- No son satélites de otro planeta.
- Han limpiado la vecindad de su órbita.

Acorde a esta definición, los planetas de nuestro sistema son (por orden de distancia al Sol):

1 - Mercurio
2 - Venus
3 - La Tierra
4 - Marte
5 - Júpiter
6 - Saturno
7 - Urano
8 - Neptuno
ocho_planetas
Los ocho planetas del sistema solar
Los planetas que giran alrededor de otras estrellas y que cumplen las mismas condiciones son llamados generalmente exoplanetas o planetas extrasolares. Sin embargo, a la fecha no hay todavía una denominación oficial para ellos. Por supuesto, incluyen también una condición más, y es no tener la masa suficiente (unas 13 masas-Júpiter) como para que en su núcleo se produzca la fisión nuclear de deuterio.


III – PLANETAS ENANOS

- Orbitan alrededor del Sol
- Su gravedad es suficiente como para superar la fuerza de cuerpo rígido, adquiriendo un equilibrio hidrostático (su forma es prácticamente esférica).
- No son satélites de otro planeta.
- No han limpiado la vecindad de su órbita.
Plutón
El planeta enano Plutón y sus lunas Caronte, Hidra y Nix.
© Wikipedia
Según resolución de la UAI, los planetas enanos se dividen en dos grandes grupos:

- Planetas enanos tipo Ceres
- Plutoides

A la vez, estos planetas enanos se incluyen también dentro de otras clasificaciones, según la región del sistema solar en que se encuentren y algunas otras características.

III-A- Planetas enanos tipo Ceres

Esta categoría comprende a los planetas enanos que se encuentran en el Cinturón de Asteroides, pero como Ceres es el único del grupo en cuestión, hasta ahora la UAI no ha considerado necesario darle un nombre oficial. Por lo tanto, lo enumeraré en solitario:

- Ceres (asteroide)

III-B- Plutoides

Los plutoides son planetas enanos trans-neptunianos (es decir, que recorren órbitas cuyo semi-eje mayor es mayor que el de la órbita de Neptuno). El objeto prototipo del grupo es Plutón. A la fecha, cuatro de ellos han sido categorizados y nombrados por la UAI, que son (por orden de tamaño):

- Éride (o “Eris”: se discute la traducción de su nombre al español) (objeto del Disco Difuso)
- Plutón (plutino)
- Haumea (cubewano)
- Makemake (cubewano)

NOTA 1: La información que aparece entre paréntesis junto a los nombres corresponde a ciertas características orbitales (ver más adelante en este artículo la sección IV-D-1- Cinturón de Kuiper)

NOTA 2: Podrían llegar a ser incluidos en la categoría (por orden de tamaño):

- Sedna
- Varuna
- Quaoar
- Orcus

A estos se agregan otros más cuyo número total podría ser de más de 40.


IV – CUERPOS MENORES

Todos los objetos que orbitan alrededor del Sol y que no son planetas o planetas enanos, se consideran colectivamente como “cuerpos menores del sistema solar”.

Por lo tanto, son cuerpos menores:

- Los asteroides clásicos (excepto Ceres).
- Los centauros y los troyanos de Neptuno.
- Los objetos transneptunianos más pequeños (exceptuando a los que poseen suficiente masa como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático).
- Los cometas.

Es posible que algunos de los cuerpos menores más grandes puedan reclasificarse en el futuro, incluyéndolos entre los planetas enanos, si se comprueba que alcanzan el equilibrio hidrostático.

IV-A- Asteroides

Son cuerpos carbonáceos (75%), rocosos (17%) o metálicos (8%) de tamaño variado que va desde unos pocos centímetros hasta 1 000 kilómetros y que giran alrededor del Sol en órbitas interiores a la de Neptuno. Su nombre significa “parecidos a estrellas” y les fue dado por el astrónomo John Herschel poco después de que fueran descubiertos los primeros de ellos. Son material sobrante del sistema solar en formación que nunca llegó a aglutinarse para formar planetas.

Precisamente por eso, su estudio es importante porque nos da una idea de la composición de la nube de gas y polvo que dio origen a nuestro sistema. Y quizás algún día sirvan también como fuente de metales (minería espacial).

La mayoría de ellos recorre órbitas más o menos estables entre Marte y Júpiter, aunque algunos son desviados por causas gravitatorias a órbitas que cruzan las de los planetas.

Por su posición en el sistema solar se los clasifica como:

- NEOs (objetos cercanos a la Tierra)
- Objetos pertenecientes al Cinturón de Asteroides.

IV-A-1- NEOs

Son asteroides con órbitas muy cercanas a la de la Tierra, o que la cortan. Algunos de ellos, con órbitas muy excéntricas, son probablemente cometas extintos que han perdido sus componentes volátiles y que provienen del Cinturón de Kuiper o incluso de más lejos. El resto proviene seguramente del Cinturón de Asteroides, de donde han sido desviados por interacciones gravitatorias con Júpiter o por choques entre ellos mismos.

Se los agrupa en tres familias:

- Asteroides Atón
- Asteroides Apolo
- Asteroides Amor

IV-A-1-a- Asteroides Atón

Sus períodos (tiempo de recorrido orbital) son inferiores a un año y sus órbitas tienen un radio ligeramente igual o menor a 1 UA, por lo cual normalmente se encuentran dentro de la órbita terrestre, aunque algunos pueden acercarse demasiado para nuestra tranquilidad.

Los más conocidos son Atón, Athor y Apofis. Este último tiene un período orbital de 323 días y su trayectoria lo lleva a cruzar la órbita de nuestro planeta dos veces en cada giro alrededor del Sol, por lo cual está siendo estudiado con mucho detenimiento, especialmente en sus próximas aproximaciones. La de 2029 ya ha sido descartada como peligrosa, pero todavía quedan dudas con respecto a la de 2036.

IV-A-1-b- Asteroides Apolo

Su perihelio (distancia mínima al Sol) es menor que el de la Tierra, y su afelio (distancia máxima al Sol) se encuentra más allá de la órbita terrestre. De los conocidos el más grande es Sísifo, con un diámetro de aproximadamente 10 kilómetros. Otro muy grande es Geographos, con una extensión de 5,1 km x 1,8 km.

Un choque con cualquiera de ambos podría resultar en la extinción casi total de las formas superiores de vida de nuestro planeta, y aún los más pequeños pueden causar daños muy importantes. Por eso, se los vigila continuamente tratando de localizar a todos los que puedan llegar a tener un acercamiento peligroso, o sea menor a un millón de kilómetros. En comparación, recordemos que la distancia Tierra-Luna es de 384 400 kilómetros.

IV-A-1-c- Asteroides Amor

Son asteroides cuyas órbitas los ubican entre la Tierra y Marte, aunque algunos de ellos incluso cruzan la órbita de este último. Los más conocidos de esa familia son Eros y Amor.

IV-A-2 Cinturón de asteroides

La mayoría de los asteroides conocidos orbitan en una agrupación conocida como Cinturón de Asteroides, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, a una distancia de entre 2 y 3,5 Unidades Astronómicas. Recorren sus órbitas en períodos de 3 a 6 años.
Cinturón_de_asteroides
Sistema solar interior, mostrando el Cinturón de Asteroides.
© Wikipedia
El mayor de los objetos que componen este grupo es Ceres, que sin embargo, y a partir de 2006, ya no es un asteroide sino un “planeta menor”. Curiosamente, desde su descubrimiento en 1801 y hasta la década de 1850, en que se descubrieron otros asteroides en esa región, a Ceres se lo consideró como un planeta. Se estima que la masa total de los objetos del Cinturón de Asteroides equivale aproximadamente a un 4% de la masa de nuestra Luna, y de ese total Ceres se queda con un 32%.

A partir de la reclasificación de Ceres, el mayor de los asteroides pasó a ser Vesta (530 km de diámetro medio y un 9% de la masa total del Cinturón).

IV-B- Troyanos

Se denomina “asteroides troyanos” a un grupo de asteroides que se mueven en la órbita de Júpiter, a 60º por delante y por detrás de éste, en los llamados “puntos de Lagrange”. Los que se encuentran en el punto L4 (el que precede a Júpiter) recibieron nombres de héroes griegos, y familiarmente se los conoce como “griegos”, mientras que los del punto L5 (el que sigue a Júpiter) recibieron nombres de héroes defensores de Troya, y por eso comúnmente se los conoce como “troyanos”. El más grande de todos es Héctor, y mide unos 370 x 195 km.

Marte también cuenta con un asteroide troyano, Eureka, que ocupa el punto L5 de su órbita. También se han identificado algunos otros, aunque por una resolución de 2005, el Centro de Planetas Menores de la UAI no reconoce a ningún asteroide troyano marciano, a causa de ciertas especulaciones poco fidedignas publicadas en un grupo de discusión de internet.

Por su parte, Neptuno también posee dos asteroides troyanos que se consideran separados del resto de los del sistema solar por su ubicación. Estos son conocidos como “2001 QR322” y “2004 UP10” y se encuentran en el punto L4. A la fecha, hay otros tres “posibles troyanos de Neptuno”, que son 2005 TN53, 2005 TO54 y 2006 RJ103. Todos ellos se encuentran en el punto L4 y están listados en la “Lista de Troyanos de Neptuno” del Centro de Planetas Menores de la UAI.

IV-C- Centauros

Son objetos helados que orbitan alrededor del Sol entre Júpiter y Neptuno y que cruzan las órbitas de los gigantes gaseosos. Los más conocidos son Quirón y Chariklo. Sus órbitas son inestables, dentro de una escala temporal de 106-107 años.

Es posible que se encuentren en una etapa de transición desde el Cinturón de Kuiper hacia la familia de Júpiter de cometas de período corto.

IV-D- Objetos transneptunianos

Son llamados así todos los objetos del sistema solar que se encuentran más allá de la órbita de Neptuno. Denominados comúnmente en forma genérica como TNOs (Trans-Neptunian Objects), la zona del espacio que ocupan se divide en tres regiones:

- Cinturón de Kuiper
- Disco disperso
- Nube de Oort

IV-D-1- Cinturón de Kuiper

Los cuerpos que se encuentran en esta región reciben genéricamente el nombre de Objetos del Cintúrón de Kuiper, utilizándose para ellos la abreviatura KBO ((Kuiper Belt Objects() .El Cinturón de Kuiper es un conjunto de objetos de naturaleza cometaria que orbitan al Sol a una distancia de entre 30 a 50 Unidades Astronómicas y que forma una especie de corona solar relativamente plana con respecto a la eclíptica.
Cinturón_de_Kuiper
El Cinturón de Kuiper, mostando la órbita de Neptuno (interior) y la de Plutón (dentro del Cinturón).

Se los puede sub-dividir en tres categorías:

- Cubewanos (con órbitas bastante circulares)
- Plutinos (con órbitas relativamente excéntricas)
- Twotinos (similares a los Plutinos)

IV-D-1-a- Cubewanos

Son objetos clásicos del Cinturón de Kuiper. Sus órbitas son casi circulares y se encuentran mucho más lejos que Neptuno y no son afectados por las influencias gravitatorias de este o algún otro planeta.

IV-D-1-b- Plutinos

Forman parte de la porción interior del Cinturón de Kuiper. Se encuentran en resonancia orbital de 3:2 con relación a Neptuno, es decir, que completan dos órbitas alrededor del Sol en el mismo tiempo en que Neptuno realiza tres.

El principal de ellos (y que da nombre al grupo) es Plutón.

IV-D-1-c- Twotinos

Similares a los plutinos, pero con una resonancia orbital de 2:1 con Neptuno (completan una órbita en el mismo tiempo que Neptuno completa 2).

IV-D-2- Disco Difuso

También conocido como Disco Disperso. Es una región del sistema solar cuya parte se solapa con el Cinturón de Kuiper, a unas 30 UA y que se extiende hasta varios centenares de UA y comprende otras inclinaciones por encima y por debajo del plano de la eclíptica.

Los objetos que lo integran son conocidos como SDOs (Scattered-Disk Objects) y son cuerpos helados, algunos con más de 1 000 kilómetros de diámetro. Probablemente se formaron en el Cinturón de Kuiper y luego fueron desplazados por la interacción gravitatoria con otros planetas, especialmente Neptuno.

Éride es un ejemplo de SDO. Sedna también está entre ellos, aunque algunos consideran que en realidad es un objeto de la región interior de la Nube de Oort.

IV-D-3 Nube de Oort

Es una gran nube de cuerpos helados de carácter cometario que rodea al sistema solar a una distancia de aproximadamente 100 000 UA (o sea 1,5 años luz). En 1950 el astrónomo holandés Jan Hendrik Oort estudió las órbitas de 19 cometas y descubrió que procedían de esa zona, explicando así el origen y persistencia (aparición continua y renovada de nuevos objetos) de los cometas que llegan hasta el interior del sistema solar.
Nube_de_Oort
La Nube de Oort, rodeando completamente al sistema solar.
© www.daviddarling.info
Los cuerpos de la Nube de Oort se formaron en los principios del sistema y fueron expulsados hacia esa región tras el paso cercano con los planetas gigantes, especialmente Júpiter. Se estima que la masa total de esos objetos equivale a unas 40 masas-Tierra.

La Nube de Oort está tan lejos que hasta ahora solamente ha podido identificarse un objeto que posiblemente pertenezca a ella, más específicamente de una pequeña nube de su región interior. Ha recibido el nombre de Sedna (una gigantesca deidad innuit que vivía en las profundidades gélidas del mar Ártico) y posee una órbita altamente elíptica. Es candidato a planeta enano.

IV-E- Cometas

Los cometas son cuerpos celestes que describen órbitas de gran excentricidad (es decir, son muy “estiradas”) y de largo período.

A diferencia de los asteroides, están compuestos por materiales que se subliman (es decir que pasan del estado sólido al gaseoso) al acercarse al Sol. Ya a gran distancia de nuestra estrella (de 5 a 10 UA) esos materiales crean una atmósfera de gas y polvo denominada “coma”.

Al acercarse aún más al Sol, el viento solar azota la coma y la ioniza, creando la cola o cabellera característica de los cometas (de la cual reciben su nombre a partir de la palabra griega que significa “cabellera”, y a la que los científicos conocen como “cauda”. Como su origen se debe al viento de partículas que proviene del Sol, esa cola siempre apunta hacia el lado opuesto al de nuestro astro central.
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Cola principal (en azul) y cola secundaria (en amarillo) de un cometa.
© Wikipedia
Provienen principalmente de la Nube de Oort (los de período más largo) y del Cinturón de Kuiper (los de período más corto). Se supone que un cometa puede llegar a pasar hasta 2 000 veces cerca del Sol antes de sublimarse completamente.

En su trayectoria, va dejando por detrás una gran cantidad de fragmentos que permanecen en su misma órbita. Cuando la Tierra intercepta esta órbita cometaria llena de fragmentos, éstos penetran en la atmósfera y crean las “estrellas fugaces” o “lluvias de meteoros”. Por ejemplo, en mayo y octubre se pueden ver dos lluvias de meteoros producidas por los fragmentos del cometa Halley: las “eta Acuáridas” y las “Leónidas”.

El estudio de los cometas resulta también muy importante, ya que guardan en ellos restos prístinos (no contaminados) de los gases y del polvo de la nube cósmica original. Recientemente, por ejemplo, la sonda Stardust volvió con material del cometa Wild 2.
Como los asteroides, los cometas pueden acercarse peligrosamente a la Tierra. Se cree que la así llamada “catástrofe del Tunguska”, ocurrida en Siberia en 1908, se debió a un cometa que chocó contra la atmósfera de nuestro planeta y estalló en el aire, a varios kilómetros de altura, con la fuerza de una bomba atómica de 10 o 15 megatones y produciendo incendios y abatiendo miles de árboles de la taigá en un área de 2 150 km2, a la vez que rompía vidrios y tiraba gente al suelo incluso a una distancia de 400 kilómetros.
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El cometa Hyakutake.
© cienciaciencia.com.ar

3 comentarios:

Eleut. dijo...

Felicitaciones; es muy clara la información, sería importante hablar de los palnetas, dando informacion, por que sus nombres mitológicos, por que sus simbolos, que cada uno tiene.

carlos, El Abuelo dijo...

Propongo que por su ordenada y clara exposición este texto lo constituyan como preferente en todos los textos docentes.
Felicito a Heber Rizzo.

Carlos V. dijo...

Opino lo mismo que Carlos. Merecería ser incluido tu artículo en los libros de texto. Estupendo trabajo. Gracias Heber.
De todas maneras decir que yo no estoy de acuerdo con la Unión Astronómica. De hecho siempre he defendido que todos los objetos nuevos encontrados con tamaño igual o superior a Plutón sean considerados planetas sin más. Pero, que le vamos a hacer, como suele decirse "donde hay patrón no manda marinero".

Un saludo.